2020-2021学年高考理综(物理)第四次模拟试题及答案解析

2020-2021学年高考理综(物理)第四次模拟试题及答案解析

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年高考理综（物理） 高三第四次模拟考试 一、选择题（本题 10 小题，每小题 5 分，共 50 分，1— 7 为单选题， 8—10 为多 选题，全选对得 5 分，选对但不全者得 3 分，有选错或不选的得 0 分．） 1、下列叙述正确的是（ ） A．牛顿做了著名的斜面实验，得出轻重物体自由下落一样快的结论 B．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 C．伽利略开创了科学实验之先河，他把科学的推理方法引入了科学研究 D．库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向 2、如图， 重 6 N 的木块静止在倾角为 30°的斜面上， 若用平行于斜面沿水平方向 大小等于 4 N 的力 F 推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩 擦力大小为（ ） A． 4 N B． 3 N C． 5 N D． 6 N 3、在星球表面发射探测器，当发射速度为 v 时，探测器可绕星球表面做匀速圆 周运动；当发射速度达到 √2v 时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、 火星两星球的质量比约为 10 :1，半径比约为 2:1，下列说法正确的有（ ） A．探测器的质量越大，脱离星球所需的发射速度越大 B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 D．探测器脱离星球的过程中势能逐渐变大，加速度逐渐变大 4、如图所示，质量为 M 的方形物体放在水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质 量为 m 的小球在竖直面内沿此圆形轨道做圆周运动，小球通过最高点 P 时恰好 不脱离轨道，则当小球通过与圆心等高的 A 点时，地面对方形物 体的摩擦力大小和方向分别为 (小球运动时，方形物体始终静止不 动)( ) & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A． 2mg，向左 B． 2mg，向右 C． 3mg，向右 D．3mg，向左 5、如图所示，跨过同一高度处的光滑滑轮的细线连接着物体 A 和 B，质量分别 为 m1、m 2．A 套在固定的光滑水平杆上，绳处于伸直状态，由静止释放，当 B 下落高度为 h 时， A 获得最大速度 v，下列说法中正确的是（ ） A．在这一过程中， A 受到的拉力大小不变 B．在这一过程中， B 的速度总大于 A 的速度 C．在这一过程中，满足 2 12 2 1 vmghm D．在这一过程中，满足 2 212 )( 2 1 vmmghm 6、通有电流的导线 L1、L2 处在同一平面 (纸面 )内， L1 固定， L2 可绕垂直纸面的转 轴 O 转动 (O 为 L2 的中心 )，各自的电流方向如图所示． 下列哪种情 况将会发生 ( ) A．因 L2 不受磁场力的作用，故 L2 不动 B．因 L2 上、下两部分所受的磁场力平衡，故 L2 不动 C． L2 绕轴 O 按逆时针方向转动 D．L2 绕轴 O 按顺时针方向转动 7、如图所示，水平放置的两金属板间电势差为 U，带电粒子以某一初速度 v0 沿 平行于两板的方向从两板正中间射入， 穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线 竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点 间的距离 d 随着 U 和 v0 的变化情况为（ ） A． d 随 v0 增大而增大， d 与 U 无关 B． d 随 v0 增大而增大， d 随 U 增大而增大 C． d 随 U 增大而增大， d 与 v0 无关 D．d 随 v0 增大而增大， d 随 U 增大而减小 8、如图所示，电源的电动势和内阻分别为 E、r，在滑动变阻器的滑动触头 P 由 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ a 向 b 移动的过程中，下列各物理量变化情况为（ ） A．电流表的读数一直减小 B． R0 的功率先增大后减小 C．电源的总功率先减小后增大 D．电压表的读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝对值不变 9．如图所示，有两个相同的带电粒子 A、B，分别从平行板间左侧中点和贴近上 极板左端处以不同的初速度垂直于电场方向进入电场， 它们恰好都打在下极板右 端处的 C点，若不计重力，则可以断定（ ） A． A 粒子的初动能是 B 粒子的 2 倍 B． A 粒子在 C 点的速度偏向角的正弦值是 B 粒子的 2 倍 C． A、B 两粒子到达 C 点时的动能相同 D．如果仅将加在两极板间的电压加倍， A、B 两粒子到达 下极板时仍为同一点 D(图中未画出 ) 10、如图所示，轻质弹簧一端固定在墙壁上，另一端与滑块 A 连接，滑块 B 与 A 接触而不粘连，两滑块质量均为 m，桌面动摩擦因数为 0.5，弹簧处于自然长度 时滑块位于 O 点．现用水平向左的力将物块从 O 点推至 P1 点， OP1 间距为 L，推 力做的功为 3mgL（g 为重力加速度） ，撤去推力两物块由静止向右运动， 已知 A 向右运动的最远点为 P2，之后 A 向左能运动到 O 点左侧 的 P3 点 （在 P3 速度瞬间为零之后又被弹回） ，则下列判 断正确的有（ ） A．两滑块向右运动过程中在弹簧恢复原长时分离 B．两滑块一起向右运动过程中最大动能为 mgL C．释放后， B 向右运动的最远距离小于 2L D．物块 A 从 P2 到 P3 的过程中，物块 A 动能最大时弹簧的弹性势能小于物块 A 在 P3 点时弹簧的弹性势能 二、实验题 （本题共 16 分） 11、如图所示为 “探究加速度与物体受力的关系 ”的实验装置图．图中 A 为小车， 质量为 m1，连接在小车后面的纸带穿过电磁打点计时器 B，它们均置于水平放 置的一端带有定滑轮的足够长的木板上， 动滑轮下面所挂物体 P 的质量为 m2，C & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 为弹簧测力计， 实验时改变 P 的质量， 读出测力计不同读数 F，不计绳与定滑轮、 动滑轮之间的摩擦． （1）电磁打点计时器工作电压为 _________V 的交 流电． （2）下列说法正确的是 ___________： A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B．实验时应先接通电源后释放小车 C．实验中 m2 应远小于 m1 D．测力计的读数始终为 m2g/2 （3）下图为某次实验得到的纸带， 纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离， 相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是 ______m/s 2 （交流电的频率为 50Hz）． （4）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的 a －F 图像，可能是下图中的图线 ____________． 12 ． 在 用下面的图 (a)所示的原理测量电池的电动势 E 和内阻 r 的实验中，由于电压表 的内阻不是无穷大，测量电池的电动势 E 和内阻 r 会存在系统误差．为了消除 这个原因引起的系统误差，可设计如图 (b) 所示的测量电路，其中 R 是一个限流 定值电阻 (阻值约为 1kΩ)；电压表的量程为 3V，内阻 Rv 约为 1kΩ；毫安表的量 程为 3mA；S1、S2 是单刀单掷开关， S3 是单刀双掷开关， 它们都处于断开状态． 下 面是用图 (b)的电路测量该电池电动势和内阻的实验步骤． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．闭合 S1、S3 拨向 1，读出电压表的示数为 U0，电流表的示数为 I0 B．S3 拨向 2，电压表的读数为 U1． C．闭合 S2，S3 仍拨向 2，测得电压表读数 U2，电流表读数 I2 请你完成下列问题： （1）用所测得的物理量的符号表示电压表的内阻 RV =____________． （2）用所测得的物理量的符号表示电池的内阻 r =_____________． （3）用所测得的物理量的符号表示电池的电动势 E =_____________． 三、计算题 (本题共 4 小题，共 44 分．解答应写出必要的文字说明、方程式） 13．（10 分）如图所示，质量 m=2kg 的物体在水平面上向右做直线运动．过 a 点时给物体作用一个水平向左的恒力 F 并开始计时，选水平向右为速度的正方 向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得 v－t 图象如图乙所示．取重力 加速度 g＝10m/s 2.求： (1)物体与水平面间的动摩擦因数 μ； (2) 10s 末物体离 a 点的距离 . & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 14、（10 分）如图所示，在倾角 θ=30°的斜面上，固定一金属框，宽 L=0.25m， 接入电动势 E=12V、内阻为 r=0.6Ω的电池． 垂直框面放有一 根质量 m=0.2kg 的金属棒，它与框架的摩擦因数为 μ= 3 /6， 整个装置放在磁感应强度 B=0.8T 垂直框面向上的匀强磁场 中． 当调节滑动变阻器 R 的阻值在什么范围内时， 可使金属 棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计， g=10m/s2 ． 15、(12 分如图所示，在倾角为 θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的 物块 A、B，它们的质量均为为 m，弹簧的劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统 处于静止状态． 现开始用一沿斜面方向的力 F拉物块 A 使之向上匀加速运动， 当 物块 B 刚要离开 C 时 F 的大小恰为 2mg．求： （1）从 F开始作用到物块 B 刚要离开 C 的时间． （2）从开始到物块 B 刚要离开 C 的过程力 F所做的功 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 16．(12 分 )如图所示， 水平地面上有一固定的长方形绝缘光滑水平台面 OPQX，其 中 OX 边长 L1＝ 5m，QX 边长 L2＝4m，平台高 h＝3.2m．平行板电容器的极板 C、 D 间距 d=1m， 且垂直放置于台面， C 板位于边界 OP上， D 板与边界 OX 相交处 有一小孔． 电容器外的区域内有磁感应强度 B=1T、方向竖直向上的匀强磁场． 质 量 m＝1×10-10 kg 电荷量 q＝1×10-10 C 的带正电微粒静止于 O 处，在 C、D 间加上 电压 U，C板电势高于 D 板，板间可看成是匀强电场，微粒经电场加速后由 D 板 的小孔进入磁场 （微粒始终不与极板接触） ，微粒在整个运动过程中电量保持不 变，取 g＝10m/s 2 ， sin53°=0.80，cos53°=0.60 (1)若微粒正好从 QX 的中点离开平台，求其在磁场中运动的速率； (2)若电压大小可调，不同加速电压， 微粒离开平台的位置将不同，要求微 粒由 PQ 边界离开台面， 求加速电压 U 的范围； (3)若加速电压 U = 3.125v，在微粒离开 台面时，位于 Q 正下方光滑水平地面 上 A 点的滑块获得一水平速度，在微 粒落地时恰好与滑块相遇，滑块视为 质点，求滑块开始运动时的初速度． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 物 理 试题 答案 一、选择题 （每小题 5 分，本题共 50 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B D C D A CD ACD AD 二、实验题 （本题共 16 分） 11、 (1)4-6 (2) B (3)0.50(4)C 12、 1 三、计算题 (本题共 3 小题，共 43 分．解答应写出必要的文字说明、方程式） 13、（10 分） (1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为 a1，则由 v t 图得 a1 ＝2 m/s 2 ① 根据牛顿第二定律，有 1F mg ma ② 设物体向左做匀加速直线运动的加速度为 a2，则由 v t 图得 a2 ＝1m/s 2 ③ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 根据牛顿第二定律，有 2F mg ma ④ 解①②③④得： μ=0.05。 (2)设 10s 末物体离 a 点的距离为 d, d 应为 v t 图与横轴所围的面积 则： 1 14 8m 6 6m 2m 2 2 d ，负号表示物体在 a 点以左。 14、（10 分）⑴当变阻器 R 取最大值 R1 时，棒受到的最大静摩擦力沿面向上 BL rR E 1 +μmgcosθ=mgsinθ 解得 R1=4.2Ω ⑵当变阻器 R 取最小值 R2 时，棒受到的最大静摩擦力沿面向下 BL rR E 2 =μmgcosθ+mgsinθ 解得 R2=1.0Ω 所以滑动变阻器 R 的取值范围应为 1.0Ω≤R≤4.2Ω． 15、答案： （1） k m2 ；（2） k gm 2 3 22 解析：令 x1 表示未加 F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知 mgsin30 °=kx1 令 x2 表示 B 刚要离开 C 时弹簧的伸长量， a 表示此时 A 的加速度，由胡克定律 和牛顿定律可知 kx2=mgsin30° F－mgsin30°－kx2=ma 将 F=2mg 和 θ=30°代入以上各式，解得 ga 由 x1+x2 = 2 2 1 at 解得 t= k m2 （2）物块 B 刚要离开 C 时，物块 A 的速度为 k mgatv 2 此时弹簧的伸长量和 F 开始作用时的压缩量相同，弹簧的弹性势能改变量为 零．由动能定理得 2 21 2 130sin)( mvxxmgWF & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 解得 k gmW F 2 3 22 16．(12 分答案 :(1)5m/s (2) (3) 解析：（ 1）微粒在磁场中运动俯视示意图如右所示， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 设 运 动 半 径 为 ， 由几何关系知： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 得： 根据牛顿第二定律： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 得： 则： （2）微粒在磁场中运动俯视示意图，临界轨迹图如右图所示，微粒可从 Q 点离 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 开 平 台 如 线 Ⅰ ， 在 磁 场 中 ， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 由此得： 在电场中， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 可得： 微粒轨迹与 PQ边界相切如线Ⅱ， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 在磁场中， 由此得： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 在 电 场 中 ， ， 得 ： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 则 从 PQ 边 界 离 开 范 围 ： （3）电场中： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 由此得： 在磁场中， 设 离 开 点 N 与 M 的 距 离 为 x ， 由 几 何 关 系 得 ： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 得 x=2m ， 则 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 微粒在空中运动，竖直方向： ， t=0.8s 水平方向上匀速运动，与物块在 Z 点相遇，设物块的位移为 S，根据余弦定理： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 设速度方向与 PQ 的夹角为 ，